文|锐资

编辑|锐资

前言：

家人们，咱们今天聊个能改变人类未来的大事可控核聚变又搞出大新闻了！

你可能听过“人造太阳”这个词，简单说就是模仿太阳发光发热的原理，让氢的同位素氘和氚在超温下融合，释放出源源不断的清洁能源。

这玩意儿一旦搞成，咱们再也不用愁石油、煤炭不够用，也不用担心污染问题了。

1亿℃高温为啥留不住？

但科学家们卡了几十年的难题，说出来有点哭笑不得：他们拼尽全力把等离子体加热到1亿摄氏度以上比太阳核心温度还高好几倍。

可这宝贵的热量总是偷偷溜走，快得离谱，就像有个看不见的小偷在暗中作祟。这个“能量小偷”有多嚣张？按经典物理理论，热量应该慢慢扩散，就像开水变凉那样循序渐进。

但在聚变装置里，热量逃逸速度远超预期，几十年来全球科学家都被这事儿搞得头大。

直到最近，日本国立核融合科学研究所的团队，在世界最大的超导螺旋型装置上，终于把这个小偷的真面目给揪出来了！

先给大家介绍下破案的“神器”大型螺旋装置（LHD）。这玩意儿在日本岐阜县土岐市，直径足足13.5米，长得像个被扭过的巨大甜甜圈，内部缠满了复杂的超导线圈。

它属于“仿星器”家族，和中国的东方超环、国际热核聚变实验堆（ITER）用的“托卡马克”不是一个技术路线。

简单说，托卡马克是靠等离子体自身电流加上外部磁场来约束，而仿星器直接用螺旋状的外部磁场把等离子体“捆”住，不用驱动大电流，理论上能更稳定地长时间运行。

但也正因如此，在LHD上，那个热量逃逸的问题显得格外突出。科学家们是怎么抓到“能量小偷”的？这里得佩服他们的脑洞和技术。

研究团队做了个特别形象的类比：等离子体里的热传输，居然像美式橄榄球的两种进攻战术。

咱们先说说传统理论里的“跑动进攻”：就像球员抱着球一步一步往前冲，热量也是慢慢从高温区扩散到低温区，速度可控、按部就班。

但这次发现的“能量小偷”，玩的是“长传突袭”一种叫“介质尺度湍流”的等离子体行为。

能在不到万分之一秒的时间里，瞬间打通核心区到边缘区的通道，把热量像导弹一样直接投送出去，中间的路程全给跳过了！

万分之一秒的“长传偷热”曝光

这一瞬间快到什么程度？万分之一秒，比你眨一下眼睛（约0.1秒）快1000倍！要捕捉到这么短的过程，就像用超高速摄像机拍子弹出膛，必须得有顶级的观测设备。

研究团队用了短促而强烈的加热脉冲“刺激”等离子体，同时动用了能测量微秒级变化的高精度仪器。

结果发现了一个反直觉的现象：加热脉冲越短，这种介质尺度湍流反而越活跃，热量跑丢得也越快。

这一下就实锤了：湍流不是简单的“混乱运动”，而是个双模式系统，既会“慢跑”式局部传热，也会“长传”式远距离偷热。

更重要的是，这是人类第一次用明确的实验证据，证实了这种长期只在理论上存在的“介质传输路径”。以前科学家们也怀疑过，但测量技术不够精细，始终没法把它和背景噪声区分开。

这次能成功，关键就是实验设计太巧妙了：通过控制加热脉冲的时长，精准激发或抑制特定类型的湍流，终于把这个“小偷”从混乱中揪了出来。

可能有人会问：抓到小偷又怎么样？这事儿的意义可太大了！知道了热量是怎么跑的，咱们才能想办法拦住它啊。

要让核聚变持续发生，等离子体必须长时间维持在1亿摄氏度以上，只有达到这个温度，氘和氚原子核才能克服彼此的静电排斥力，乖乖融合释放能量。

如果能抑制住这种“长传”式的介质尺度湍流，就能逼着等离子体回到“慢跑”式的扩散传热，让热量在核心区多待一会儿。这对实现稳定的聚变反应来说，简直是关键一步。

“人造太阳”离我们还有多远？

那具体怎么拦呢？科学家们已经有了几个方向：调整磁场的构型，让湍流没法形成“长传”通道；优化加热的时间节奏，不给湍流活跃的机会。

或者注入特定的杂质，改变湍流的特性。其实在托卡马克装置上，已经有类似的技术了，比如形成“输运垒”，就像给热量筑了一堵墙，不让它随便跑出去。

现在搞清楚了介质湍流的机制，这些方法说不定能针对性地用到仿星器上。日本的团队已经说了，正在基于这个新发现设计下一轮实验，测试各种“防偷热”方案。

更有意思的是，这个发现还能举一反三。这种“局部+长程”的双重传输模式，不光在聚变等离子体里有，在海洋环流、大气湍流甚至材料的热传导中，可能都存在类似的机制。

比如厄尔尼诺现象，就是热带太平洋局部的海水温度变化，通过大气和海洋的相互作用，快速影响到全球气候，这和等离子体的“长传”热损失是不是很像？

所以这次聚变研究里用到的诊断技术和理论框架，说不定还能帮气候科学家、材料工程师解决难题，真是一举多得。

想想看，人类为了追逐无限清洁能源的梦想，已经努力了几十年。

从一开始不知道热量为什么跑，到现在精准抓到“能量小偷”，搞清楚它的作案手法，每一步都是在为未来铺路。

就像研究人员说的，当我们终于明白等离子体是怎么玩“长传”战术时，也就掌握了防守的钥匙。